Elaboración de un Sensor IBS (Intelligent Battery Sensor) con Arduino Para Baterías Plomo-Ácido de 12 Voltios

Abstract

Este proyecto presenta el diseño e implementación de un Sistema Inteligente de Monitoreo de Baterías (IBS) para baterías de plomo-ácido de 12V, utilizando la plataforma Arduino Nano. El sistema integra sensores para medir en tiempo real el voltaje, la corriente y la temperatura de la batería, y emplea una pantalla LCD 20x4 para la visualización de datos. Para la estimación del Estado de Carga (SOC), se implementaron dos métodos: uno basado en el voltaje y otro mediante el conteo de Coulomb, integrando la corriente a lo largo del tiempo. El Estado de Salud (SOH) se calcula aplicando las siguientes consideraciones: la relación entre el consumo de corriente y la variación del SOC, y el análisis de la caída de voltaje bajo carga controlada. El sensor inteligente de batería fue instalado y validado en una camioneta Chevrolet DMax 2014, demostrando precisión y confiabilidad en condiciones reales de descarga, carga y degradación de la batería. Los resultados evidencian la viabilidad y el potencial de los sistemas IBS desarrollados con hardware de código abierto, facilitando la experimentación, el diagnóstico y el aprendizaje en instrumentación automotriz. This project presents the design and implementation of an Intelligent Battery Monitoring System (IBS) for 12V lead-acid batteries, using the Arduino Nano platform. The system integrates sensors to measure battery voltage, current, and temperature in real time, and uses a 20x4 LCD screen for data visualization. For State of Charge (SOC) estimation, two methods were implemented: one based on voltage and another using Coulomb counting, which integrates current over time. The State of Health (SOH) is calculated using two complementary approaches: the ratio between current consumption and SOC variation, and the analysis of voltage drop under controlled load. The prototype was installed and validated in a 2014 Chevrolet DMax, demonstrating accuracy and reliability under real-world conditions of battery discharge, charge, and degradation. The results highlight the feasibility and potential of IBS systems developed with open-source hardware, facilitating experimentation, diagnosis, and learning in automotive instrumentation.